(Phys.org)—I naturen, biologiska funktioner utförs ofta i små skyddande skal som kallas mikrofack, strukturer som ger hem till enzymer som omvandlar koldioxid till energi i växtceller och till virus som replikerar när de väl kommer in i cellen.

De flesta av dessa skal spänns ihop till en ikosaederform, bildar 20 sidor som möjliggör hög kontakt med omgivningen. Men vissa skal – som de som finns i den encelliga Archaea eller enkla, saltälskande organismer som kallas halofiler — bryter upp i trianglar, rutor, eller icke-symmetriska geometrier. Även om dessa alternativa geometrier kan verka enkla, de kan vara otroligt användbara inom biologi, där låg symmetri kan översättas till högre funktionalitet.

Forskare vid Northwestern University har nyligen utvecklat en metod för att återskapa dessa former i konstgjorda mikrofack skapade i labbet:genom att ändra surheten i omgivningen. Fynden kan leda till designade mikroreaktorer som efterliknar funktionerna hos dessa cellbehållare eller levererar terapeutiskt material till celler på specifika riktade platser.

"Om du vill designa en mycket smart kapsel, du gör inte en sfär. Men du kanske inte borde göra en icosahedron, antingen, sa Monica Olvera de la Cruz, Advokat Taylor professor i materialvetenskap och teknik, Kemi, och (med tillstånd) Chemical and Biological Engineering vid Northwesterns McCormick School of Engineering och en av tidningens författare. "Vad vi börjar inse är att dessa lägre symmetrier kanske är smartare."

För att skapa de nya skalgeometrierna, forskarna satte ihop motsatt laddade lipider med varierande grader av jonisering och modifierade externt den omgivande elektrolyten. De resulterande geometrierna inkluderar helt facetterade regelbundna och oregelbundna polyedriska, såsom kvadratiska och triangulära former, och blandade Janus-liknande vesiklar med facetterade och krökta domäner som liknade cellulära former och former av halofila organismer.